CN202758339U

CN202758339U - 触摸显示面板结构

Info

Publication number: CN202758339U
Application number: CN 201220366142
Authority: CN
Inventors: 罗伙根
Original assignee: Schneider Electric SE
Current assignee: Schneider Electric SE; Schneider Electric Industries SAS
Priority date: 2012-07-26
Filing date: 2012-07-26
Publication date: 2013-02-27
Anticipated expiration: 2022-07-26

Abstract

本实用新型的触摸显示面板结构，其能够利用电容式传感器对柔性显示装置实现触摸传感功能，其技术方案为：一种触摸显示面板结构，其中：从底层至顶层依次为触摸传感器基底层，间隔层，第二保护层，柔性显示面板和第一保护层，在间隔层内设置有向上延伸至第二保护层下表面且向下延伸至触摸传感器基底层的上表面的开孔，电容式传感器设置于该开孔内且位于触摸传感器基底层的上表面，第二保护层由传导性材料制成。该触摸显示面板结构可以用于所有的柔性显示装置，成本低，易于工业化制造且易于与其它产品整合。

Description

触摸显示面板结构

技术领域

本实用新型涉及具有触屏功能的显示装置，特别地涉及使用印刷电容式传感器的柔性显示装置。

背景技术

人机交互界面（HMI）对于改善用户的体验是非常重要的。触摸功能对于人机交互界面是非常普遍的，近来，触摸电容式传感器非常流行。同时，由于印刷电子装置的改进，现在可以印刷电容式传感器。对于印刷电子的另一个热点是呈现显示技术，即，柔性显示技术。因为印刷电子可以带给我们用于柔性显示的新的低成本解决方案，根据用户需要，人们试图在印刷电子装置上面增加触摸功能。

现在，许多方法可以用于增加显示器上的触摸功能。例如，通过使用电容式触摸，电阻式触摸，红外触摸或者一些其它方式在显示器上增加触摸功能。现在最普遍的触摸技术是电容式触摸，因为其具有更好的用户体验，更好的可靠性以及更易于在产品上整合，电容式触摸在所有实现触摸功能的方法中的表现是突出的。然而，在绝大多数的情况下，对于电容式触摸，通常在显示器前面板的上面增加触摸传感器，如图1所示，图1是传统的触摸传感技术的横截面的示意性侧视图。由图1可见，在显示面板1’上是触摸传感器层2’，在触摸传感器层上是保护层3’。这是广泛使用在LCD显示装置上的实现触摸功能的传统方式，该技术已经非常成熟。但是，该技术的使用成本高，并且在显示装置上额外的设置有传感器的层会损失显示装置的对比度。并且，对于整合触摸传感器与保护层的要求非常高，需要应用专门的工艺以避免气泡和确保胶的均匀分布。对于红外触摸传感，需要在显示装置的前面板上增加传感器阵列，然而，传感器占用太多空间以使得显示装置不能足够薄。

现有技术中，通常利用如图1所示的显示面板在整个显示区域增加触摸传感功能，然而，在一些应用中，仅需要对一些特定的区域实现传感，对于整个显示区域增加触摸传感会增加成本，因为其需要进行传感检测的具体的集成电路，同时会增加显示面板的电力消耗。

用户需要具有触摸功能的低成本的柔性显示装置，因此，本实用新型旨在提出一种触摸显示面板结构以解决现有技术的上述问题。

发明内容

本实用新型的触摸显示面板结构，其能够利用电容式传感器对柔性显示装置实现触摸传感功能，并解决现有技术中的上述问题。

本实用新型的触摸显示面板结构的技术方案为：一种触摸显示面板结构，其中：从底层至顶层依次为触摸传感器基底层，间隔层，第二保护层，柔性显示面板和第一保护层，在间隔层内设置有向上延伸至第二保护层下表面且向下延伸至触摸传感器基底层的上表面的开孔，电容式传感器设置于该开孔内且位于触摸传感器基底层的上表面，第二保护层由传导性材料制成。

在该触摸显示面板结构中，电容式传感器设置在柔性显示面板的下侧，这样电容式传感器的使用不会在柔性显示面板上增加额外的层，也不需要将电容式传感器与第一保护层整合，因此，保留了柔性显示面板的对比度，制造工艺简单。

所述触摸传感器基底层由塑料薄膜构成。

所述电容式传感器印刷在所述塑料薄膜上。

触摸传感器的基底层由塑料薄膜制成，利用现有印刷电子装置的技术，可以在塑料薄膜上印刷电容式传感器，因此，对于现有技术中用于电容式传感器的玻璃基底不再是必需的，且可以在柔性塑料薄膜上印刷和整合所有元件，使得触摸显示面板结构的厚度小，结构紧凑。

通常，触摸显示面板结构的总厚度大约为2mm，触摸传感器基底层的厚度小于1mm，且整个触摸显示面板结构可以在显示面板的技术规范中弯曲。

所述第一保护层为塑料薄膜以防止柔性显示面板的刮擦。

在柔性显示面板上设置第一保护层可以有效地防止柔性显示面板的划伤或刮擦等意外伤害。

所述第二保护层的传导性材料为铜或铝。

铜或铝的传导性好，更易于电容式传感器的及时反应。

所述间隔层通常具有50μm至150μm的厚度。

所述间隔层由胶或聚酯薄膜构成。

在间隔层中设置开孔以容置电容式传感器，电容式传感器与其上侧的第二保护层形成电容器，在触摸柔性面板时，因为该间隔层中开孔周围的其它位置的材料为胶或者聚酯薄膜，所以在该间隔层中开孔周围的其它位置上侧的相应的第二保护层部分没有明显的形变，而在该开孔上侧所对应的第二保护层的部分明显下压，使得电容式传感器与第二保护层之间的距离发生变化以实现对柔性面板上的触摸的感应。

该触摸显示面板结构中可以设置多个所述开孔，每个开孔中设置一个电容式传感器，以对应柔性显示面板的不同的触摸区域，从而实现柔性显示面板的局部触摸传感。

这样，在仅需要对触摸显示面板的特定区域进行传感时，即可以分别对不同的传感区域进行触摸，使用不同的传感器实现分别传感的功能。

在实践中，该解决方案可以用于所有的柔性显示装置，并且其使用了印刷电子装置技术，它以低成本、柔性和薄的解决方案实现了在柔性显示装置上的电容式触摸功能，因为在该触摸显示面板结构中，可以非常容易地印刷电容式传感器，因此，该产品易于工业化制造且易于与其它产品整合。

附图说明

本实用新型的其它优点和特征将从接下来的仅以非限制性示例的目的给出的并表示在附图中的本实用新型的特定实施例的说明变得更加清楚明显，在附图中：

图1是现有技术的触摸显示面板结构的横截面的示意性侧视图；

图2是本实用新型的触摸显示面板结构的横截面的示意性侧视图；

图3是用于驱动本实用新型的触摸显示面板结构的优选的功能示意图；

图4是本实用新型的第二保护层、间隔层和触摸传感器基底层以及容置于其中的电容式传感器的示意性结构视图，这时，对应于传感器的柔性显示面板的触摸传感区域未受到触摸；

图5是本实用新型的第二保护层、间隔层和触摸传感器基底层以及容置于其中的电容式传感器的示意性结构视图，这时，对应于传感器的柔性显示面板的触摸传感区域受到触摸；

图6是本实用新型的触摸显示面板结构的工作原理流程图；

图7是应用了本实用新型的触摸显示面板结构的面板的示意显示图。

附图标记说明

1’显示面板

2’触摸传感器层

3’保护层

1触摸传感器基底层

2间隔层

3第二保护层

4柔性显示面板

5第一保护层

6开孔

7电容式传感器

具体实施方式

下面结合图2至图7对本实用新型的触摸显示面板结构进行详细的说明。

如图2所示的触摸显示面板结构，底层为触摸传感器基底层1，在触摸传感器基底层上为间隔层2，在间隔层2上为第二保护层3，在第二保护层3上为柔性显示面板4，在柔性显示面板4上为第一保护层5。传感器位于触摸传感器基底层1上（未示出），可能包括多个传感器，分别对应于不同触摸传感区域。第一保护层5通常是薄的塑料膜以保护柔性显示面板4免于刮擦。第二保护层3通常与柔性显示面板4整合以为了密封柔性显示面板4免于受潮。该第二保护层3由传导性材料制成。通常，第二保护层3由铜或铝制成。间隔层2通常具有50μm至150μm的厚度。间隔层2可以由胶或聚酯薄膜构成。

图3是用于驱动本实用新型的触摸显示面板结构的优选的功能示意图。

驱动模块，用于控制柔性显示面板的驱动波形，包括驱动器集成电路IC和它的关联的电路，通常这些电路是用于柔性显示面板的专门的驱动器集成电路IC。然而，在一些应用中，显示器的驱动器集成电路IC可以整合在显示器的柔性印刷电路板FPC上。控制模块，用于控制显示在柔性显示面板上的数据，包括：控制器单元和它的关联电路，控制模块也检测位于触摸传感器基底层1上的传感器状态以确定是否在传感器上存在触摸。同时，控制模块也可以识别受到触摸的传感器，根据触摸检测结果，控制用于显示装置的显示数据。通信模块，其用于与其它主机或者控制系统进行通信，该通信可以是有线的或者无线的通信。电源管理模块，其用于对驱动系统中的所有其它模块供给充分的电力。

柔性显示面板包括柔性电泳显示面板，柔性LCD，柔性胆甾型液晶LCD，柔性电致变色的显示面板，柔性OLED，以及其它柔性显示面板技术。在本实用新型的实施例中，以电泳式显示面板为例进行介绍。

在显示面板和驱动模块之间的连接可以是柔性印刷电路板FPC或者完全印刷的柔性电路。可替换地，类似于LCD，现在许多供应商生产具有集成的内置电泳显示器EPD的微控制器。该微控制器是一个集成电路，其可以包括驱动模块和控制模块，使用该控制器可以实现用于驱动柔性显示面板的更小的尺寸。

图4示出了第二保护层、间隔层和触摸传感器基底层以及容置于其中的电容式传感器的示意性结构视图，这时，对应于传感器的柔性显示面板的触摸区域未受到触摸，第二保护层为平板状，在间隔层2内设置有开孔6，该开孔6向上延伸至第二保护层3的下表面且向下延伸至触摸传感器基底层1的上表面，电容式传感器7设置于该开孔6内且位于触摸传感器基底层1的上表面，第二保护层由传导性材料制成，通常由铜或铝制成。

该触摸显示面板结构使用印刷电子技术来印刷电容式传感器，为了使其成本低，在此使用的传感器应该是触摸按键或者触摸按键的组合。

触摸传感器基底层1为塑料薄膜，电容式传感器7可以通过大规模制造应用的卷对卷制程（Roll-to-Roll Process）印刷在触摸传感器基底层1上。

包括传感器在内的所有元件都可以被印刷和整合在柔性塑料薄膜上，因此减少了触摸显示面板结构的厚度，整个触摸显示面板结构的厚度大约为2mm。其上设置由传感器的触摸传感器基底层1的厚度小于1mm。整个触摸显示面板结构可以在显示面板的技术规范中弯曲。

间隔层中的开孔允许了第二保护层3的偏移，间隔层除去开口的其余部分是非传导性的且不可变形的，间隔层最通常使用的材料是胶，FR4或者聚酯薄膜，也可以使用塑料薄膜来实现间隔层，它可以是模制或者刻蚀的一部分。触摸传感器基底层可以是塑料膜或者柔性印刷电路板PCB。

如图5所示，在第二保护层3对应于传感器7的上侧的区域，即传感区域，受到触摸向下压，在该区域上的第二保护层3与触摸传感器基底层1之间的竖直距离d，即板间极距变小。在图5的右侧可知，因为第二保护层3为传导性材料制成，所以由传感器上侧所对应的第二保护层3的区域与触摸传感器基底层1分别形成了电容器的两个板，根据电容的计算公式：

C = \frac{ϵ_{1} * ϵ_{2} * A}{d}

其中：C表示电容，ε₁表示相对介电常数，ε₂表示真空介电常数，A表示电容极板面积，d表示电容极板间距。

由上述电容器的电容的计算可知，当电容器之间的板间极距d变小时，电容值C增大。因此，当传感器7对应的区域受到触摸，板间极距d变小，引起电容器的电容值C的变化，该种变化由控制模块检测，并将该检测结果作为用于进行下一步操作的依据。

在间隔层中可设置多个开孔6，每个开孔中设置一个传感器7，这样即可以实现不同的传感器对应于柔性显示面板上不同的触摸传感区域，从而可以实现仅局部地在柔性显示装置上增加电容式触摸传感功能。这样，只有需要进行触摸传感的区域具有触摸功能，因此不需要专门的驱动器用于触摸传感的检测，实现了低功率消耗和低成本的目的。

图6是本实用新型的触摸显示面板结构的工作原理流程图。该触摸显示面板结构的工作原理是当触摸柔性显示面板4，由于柔性显示面板4的柔性，第二保护层3对应于传感器7上侧的区域可以通过用户具有压力的触摸偏移，从而使传感器7上侧所对应的第二保护层3的区域与触摸传感器基底层1形成的电容器的电容值增加，传感器7的电容值的差异将由控制模块检测且控制模块根据检测的结果执行相应的动作。

图7是应用了本实用新型的触摸显示面板结构的面板的显示图。在柔性显示面板4上具有两个电容式触摸传感区域，其分别对应于两个不同的传感器7，一个传感区域用于增加显示值，另一个传感区域用于减少显示值。在该柔性显示面板的上部的显示区域使用两个数字用于温度显示。面板上标识“+”和“-”的区域是具有触摸功能的两个传感区域。当触摸显示“+”区域，在用于温度显示的显示区域显示的温度将增加。当触摸显示的“-”区域，在用于温度显示的显示区域显示的温度将减少，该触摸传感区域的触摸动作由控制模块检测，并由控制模块向显示区域发出指令，进行相关的显示。

综上所述，本实用新型的触摸显示面板结构将电容式传感器设置在柔性显示面板后部，因此，不需要将电容式传感器与第一保护层整合，简化了制造工艺，同时也没有损失柔性显示面板的显示对比度。该触摸显示面板结构中设置多个传感器以对应不同的传感区域，这样，在仅需要对触摸显示面板的特定区域进行传感时，即可以分别对不同的传感区域进行触摸，使用不同的传感器实现分别传感的功能，因此不需要对整个柔性显示面板实现触摸传感功能，减少了成本和柔性显现面板的电力消耗。

在实践中，该解决方案可以用于所有的柔性显示装置，并且其使用了印刷电子装置技术，它以低成本、柔性和薄的解决方案实现了在柔性显示装置上的电容式触摸功能，在该触摸显示面板结构中，可以非常容易地印刷电容式传感器，因此，该产品易于工业化制造且易于与其它产品整合。

在该结构中的电容式传感器也不需要昂贵的材料，例如，ITO（氧化铟锡），也不需要透明的传感器。

因为不需要对整个柔性显示面板实现触摸传感功能，所以不需要用于电容式传感器的专门的驱动器，该驱动器在现有技术中用于检测柔性显示面板的触摸区域，进行相应的计算以定位触摸位置的坐标，并执行该被触摸的坐标处所对应的指令。而本实用新型的触摸显示面板结构的电容式传感可以通过微控制器的相应IO（输入输出）口实现，简化了处理过程，降低了成本。

本实用新型的触摸显示面板结构可以用于柔性分段电泳显示，也可以用于具有人机交互界面的控制单元。例如，它可以用于遥控器，设备状态显示器，温控器人机交互界面以及其它人机交互界面的应用。

本实用新型的触摸显示面板结构可以用于改进产品设计和对于产品的人机工程学，尤其在人机交互界面上。

由于本实用新型的触摸显示面板结构使用了电泳显示装置和印刷传感器，其具有以下优点：

低能量消耗；

灵活和舒适性；

薄和重量轻；

低成本；

更好的可靠性且更易于集成在产品中；

更好的显示对比度和更宽的可视角度。

以上对本实用新型进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上的改变不应认为偏离了本实用新型保护的范围，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims

1.一种触摸显示面板结构，其特征在于：从底层至顶层依次为触摸传感器基底层(1)，间隔层（2），第二保护层（3），柔性显示面板（4）和第一保护层（5），在所述间隔层（2）内设置有向上延伸至所述第二保护层（3）下表面且向下延伸至所述触摸传感器基底层（1）的上表面的开孔（6），所述电容式传感器（7）设置于所述开孔（6）内且位于所述触摸传感器基底层（1）的上表面，所述第二保护层（3）由传导性材料制成。

2.根据权利要求1所述的触摸显示面板结构，其特征在于：所述触摸传感器基底层（1）由塑料薄膜构成。

3.根据权利要求2所述的触摸显示面板结构，其特征在于：所述电容式传感器（7）印刷在所述塑料薄膜上。

4.根据权利要求1所述的触摸显示面板结构，其特征在于：所述触摸显示面板结构的总厚度为2mm，所述触摸传感器基底层（1）的厚度小于1mm。

5.根据权利要求1所述的触摸显示面板结构，其特征在于：所述第一保护层（5）为塑料薄膜以防止所述柔性显示面板（1）的刮擦。

6.根据权利要求1所述的触摸显示面板结构，其特征在于：所述第二保护层（3）的传导性材料为铜或铝。

7.根据权利要求1所述的触摸显示面板结构，其特征在于：所述间隔层（2）具有50μm至150μm的厚度。

8.根据权利要求1所述的触摸显示面板结构，其特征在于：所述间隔层（2）由胶或聚酯薄膜构成。

9.根据前述权利要求中任一项所述的触摸显示面板结构，其特征在于：所述触摸显示面板结构中设置多个所述开孔（6），每个所述开孔（6）中分别设置一个所述电容式传感器（7），以对应所述柔性显示面板（4）的不同的触摸区域，从而实现所述柔性显示面板（6）的局部触摸传感。